PL229483B1 - Method for manufacturing composite fan blade - Google Patents

Method for manufacturing composite fan blade

Info

Publication number
PL229483B1
PL229483B1 PL407632A PL40763214A PL229483B1 PL 229483 B1 PL229483 B1 PL 229483B1 PL 407632 A PL407632 A PL 407632A PL 40763214 A PL40763214 A PL 40763214A PL 229483 B1 PL229483 B1 PL 229483B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
core
mold
blade
resin
expansion
Prior art date
Application number
PL407632A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL407632A1 (en
Inventor
Mateusz Kozioł
Henryk Rydarowski
Original Assignee
Glowny Instytut Gornictwa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Glowny Instytut Gornictwa filed Critical Glowny Instytut Gornictwa
Priority to PL407632A priority Critical patent/PL229483B1/en
Publication of PL407632A1 publication Critical patent/PL407632A1/en
Publication of PL229483B1 publication Critical patent/PL229483B1/en

Links

Landscapes

  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Sposób polega na wykonaniu, w pierwszym etapie, modelu łopaty i na jego podstawie dwuczęściowej formy (4). W drugim etapie wykonuje się model rdzenia (3) łopaty, pomniejszony o grubość wzmocnień (6) ścianki łopaty, będące rozwinięciem lub rozwinięciami rdzenia (3). Na podstawie tego modelu wykonuje się dwuczęściową formę rdzenia (3), pokrywa się jej wnętrze środkiem zapobiegającym przyklejaniu się do niej rdzenia (3), zamyka się formę rdzenia (3) i wypełnia się ją żywicą utwardzalną spienialną. Po utwardzeniu, rdzeń (3) wyjmuje się i wykonuje się w nim kanały rozpływowe. W trzecim etapie wykonuje się wykroje warstw tkanin lub mat z włókien technicznych w postaci rozwinięć lub rozwinięcia rdzenia (3) stanowiące wzmocnienia (6) ścianki łopaty. Układa się te rozwinięcia w gnieździe jednej części formy (4) łopaty i na tak ułożone rozwinięcia kładzie się rdzeń (3). Części rozwinięcia lub rozwinięć są zawijane na rdzeń (3). Następnie zamyka się formę (4) i z jednej strony podłącza się do niej ciśnieniowy układ dozowania żywicy utwardzalnej konstrukcyjnej, a z drugiej strony podłącza się układ ssący wytwarzający podciśnienie w formie (4). Po utwardzeniu łopaty wyjmuje się ją z formy (4).The method consists in making, in the first step, a blade model and on its basis a two-part form (4). In the second stage, a model of the blade core (3) is made, reduced by the thickness of the reinforcements (6) of the blade wall, which are an extension or expansion of the blade core (3). Based on this model, a two-part core form (3) is made, its interior is covered with an agent preventing the core from sticking to it (3), the core form (3) is closed and filled with a curable foamable resin. After curing, the core (3) is removed and flow channels are made in it. In the third step, the fabric layers or mats made of technical fibers are cut in the form of extensions or expansion of the core (3), which constitute reinforcements (6) of the blade wall. These expansions are placed in the seat of one part of the blade mold (4) and the core (3) is placed on such arranged expansions. Parts of the unfolding or unfolding are wrapped to the core (3). Then, the mold (4) is closed and, on the one hand, a pressure system for dosing the constructional curable resin is connected to it, and, on the other hand, a suction system generating a vacuum in the mold (4) is connected. After the blade has hardened, it is removed from the mold (4).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozytowej łopaty wentylatora z żywicy syntetycznej wzmacnianej włóknem, z pominięciem złączy klejowych.The present invention relates to a method of manufacturing a composite fiber-reinforced synthetic resin fan blade without adhesive joints.

Tradycyjna metoda produkcji łopat wentylatorów z laminatów żywiczno-włóknistych polega na wykonaniu dwóch półskorup w odrębnych formach, a następnie połączeniu ich ze sobą za pomocą kleju. Takie rozwiązanie technologiczne wynika głównie z kształtu łopaty stanowiącego skomplikowany, prawie całkowicie zamknięty profil z ujemnymi kątami ze wszystkich stron, zazwyczaj skręcony względem osi wzdłużnej. Jednocześnie, konieczne jest zapewnienie wysokiej jakości laminatu budującego ścianki łopaty, co wiąże się z koniecznością dostępu do całej wewnętrznej powierzchni skorupy podczas realizacji laminowania. Wadą łopat uzyskanych taką techniką jest obecność obszernego złącza klejowego łączącego półskorupy. Wpływa ono negatywnie na właściwości mechaniczne i stanowi obszar inicjacji procesów zniszczenia łopaty. Dodatkowym elementem komplikującym klasyczne wytwarzanie łopaty jest konieczność wprowadzenia do wnętrza dźwigara połączonego z trzpieniem nośnym, zapewniającego sztywność konstrukcji.The traditional method of producing fan blades from resin-fiber laminates consists in making two half-shells in separate forms and then joining them together with glue. This technological solution results mainly from the shape of the blade constituting a complicated, almost completely closed profile with negative angles on all sides, usually twisted in relation to the longitudinal axis. At the same time, it is necessary to provide a high-quality laminate that builds the blade walls, which requires access to the entire inner surface of the shell during lamination. A disadvantage of the blades obtained by this technique is the presence of a large adhesive joint joining the half-shells. It has a negative effect on the mechanical properties and is the area of initiation of the blade destruction processes. An additional element complicating the classic manufacturing of a blade is the necessity to introduce a spar connected to the bearing pin inside, ensuring the stiffness of the structure.

Wytwarzanie wyrobów kompozytowych polegające na uformowaniu skorup i ich połączeniu znane jest, na przykład, z polskiego zgłoszenia nr P. 289873.The production of composite products involving the formation of shells and their connection is known, for example, from the Polish application No. P. 289873.

Sposób wytwarzania kompozytowej łopaty wentylatora polega na wykonaniu, korzystnie w pierwszym etapie, modelu łopaty i na jego podstawie dwuczęściowej, sztywnej kompozytowej formy łopaty, na której na dalszym etapie formuje się łopatę. Według wynalazku, w drugim etapie wykonuje się model rdzenia łopaty, odpowiadającego łopacie pomniejszonej o grubość wzmocnień ścianki łopaty. Wzmocnienia stanowią rozwinięcie lub rozwinięcia rdzenia. Na podstawie modelu rdzenia łopaty wykonuje się dwuczęściową formę tego rdzenia. Jej wnętrze, stanowiące gniazdo, pokrywa się środkiem zapobiegającym przyklejaniu się rdzenia do tej formy. Następnie szczelnie zamyka się obie części formy i wprowadza się do niej żywicę utwardzalną spienialną oraz inicjator utwardzenia. Wypełnioną formę pozostawia się do czasu utwardzenia rdzenia, po czym wyjmuje się z niej rdzeń i wykonuje się w nim kanały rozpływowe, korzystnie centralny i boczne.The method of manufacturing a composite fan blade consists in making, preferably in a first step, a blade model and on its basis a two-part, rigid composite blade mold, on which the blade is formed in a further step. According to the invention, in a second step, a model of the blade core is made, corresponding to the blade minus the thickness of the reinforcements on the blade wall. The reinforcements are the expansion or expansion of the core. Based on the model of the blade core, a two-part form of this core is made. Its interior, constituting a socket, is covered with an agent preventing the core from sticking to this mold. The two mold parts are then sealed and the foamable curable resin and the cure initiator are introduced into it. The filled mold is left until the core hardens, after which the core is removed from it and flow channels are made in it, preferably central and lateral.

W trzecim etapie wykonuje się wzmocnienia, czyli wykroje warstw tkanin lub mat z włókien technicznych. Wykroje te stanowią rozwinięcie lub rozwinięcia kształtu rdzenia. Układa się je w całości lub w częściach w gnieździe jednej części wcześniej wykonanej formy łopaty, dla tej czynności ułożonej korzystnie poziomo. Jedno lub więcej całych rozwinięć lub poszczególne części rozwinięcia lub rozwinięć rdzenia układa się tak, aby krawędzie zewnętrzne tych rozwinięć w kolejnych warstwach były przesunięte względem siebie. Na tak ułożone rozwinięcia kładzie się rdzeń łopaty i dociska się go aż do dopasowania tych rozwinięć do gniazda formy.In the third stage, reinforcements are made, i.e. fabric layers or mats made of technical fibers. These blanks are an extension or development of the core shape. They are placed in whole or in parts in the seat of one part of the previously made blade form, preferably horizontally oriented for this operation. One or more whole expansions or individual parts of a core development or expansions are placed so that the outer edges of these developments in successive layers are shifted in relation to each other. The blade core is placed over such arranged developments and pressed until these developments fit into the mold cavity.

Części rozwinięcia lub rozwinięć kształtu rdzenia, wystające poza gniazdo, zwane skrzydełkami, są zawijane na rdzeń. Zawijanie to rozpoczyna się od skrzydełek rozwinięcia bezpośrednio stykającego się z rdzeniem i kończy się na zawijaniu skrzydełek przylegających do formy. Do wymuszania przylegania skrzydełek do rdzenia i kolejno do siebie stosuje się klej, natomiast linie łączenia krawędzi skrzydełek w kolejnych warstwach, zarówno wzdłuż jak i poprzecznie do osi łopaty, są przesunięte względem siebie. Po zakończeniu zawijania skrzydełek rozwinięć kształtu rdzenia jest zakładana druga część formy łopaty zamykająca całą formę, korzystnie z silnym dociskiem. Następnie ustawia się tą formę korzystnie w pozycji pionowej lub zbliżonej do pionowej. Z jednej strony podłącza się do niej ciśnieniowy układ dozowania żywicy utwardzalnej konstrukcyjnej, a z drugiej strony podłącza się układ ssący wytwarzający wewnątrz formy podciśnienie powodujące wypełnianie się formy żywicą utwardzalną konstrukcyjną. Po utwardzeniu wyjmuje się z formy gotową łopatę wentylatora. Na rozwinięcia kształtu rdzenia stosuje się tkaniny lub maty z włókien technicznych: szklanych, węglowych, poliaramidowych lub innych włókien ciągłych pochodzenia mineralnego lub organicznego. Przed położeniem rdzenia na rozwinięcie lub pakiet rozwinięć rdzenia, powierzchnię rdzenia pokrywa się szczelną powłoką polimerową, korzystnie żywicą poliestrową z dodatkiem inicjatora utwardzenia oraz przyspieszacza utwardzenia, po czym utwardza się ją, aż do wytworzenia na niej szczelnego filmu, korzystnie o grubości 0,1-0,2 mm. Kanały na rdzeniu mogą mieć przekrój zbliżony do półkola, korzystnie o promieniu r = 2,5 mm. Jako żywicę utwardzalną spienialną stosuje się korzystnie żywicę poliuretanową, natomiast jako żywicę utwardzalną konstrukcyjną stosuje się korzystnie żywicę epoksydową, poliestrową, winyloestrową, akrylową lub poliuretanową.The parts of the expansion or expansion of the shape of the core extending beyond the socket, known as wings, are wrapped around the core. This wrapping begins with the flaps of the development directly in contact with the core and ends with curling the flaps adjacent to the mold. Glue is used to force the wings to adhere to the core and sequentially to each other, while the lines of joining the edges of the wings in successive layers, both along and transversely to the blade axis, are offset from each other. After the winding up of the core development flaps is completed, a second blade mold part is fitted to close the entire mold, preferably under heavy pressure. The mold is then preferably positioned vertically or approximately vertically. On the one hand, a pressure system for dosing the structural curable resin is connected to it, and on the other hand, a suction system that creates a negative pressure inside the mold, causing the mold to fill with the construction curable resin. After curing, the finished fan blade is removed from the mold. To develop the core shape, fabrics or mats made of technical fibers: glass, carbon, polyaramid or other continuous fibers of mineral or organic origin. Prior to placing the core on the unwinding or bundle of developing the core, the surface of the core is covered with a tight polymer coating, preferably a polyester resin with the addition of a hardening initiator and a hardening accelerator, and then hardened to form a sealed film on it, preferably with a thickness of 0.1- 0.2 mm. The channels on the core may have a cross-section similar to a semicircle, preferably with a radius r = 2.5 mm. A polyurethane resin is preferably used as the curable foamable resin, while an epoxy, polyester, vinyl ester, acrylic or polyurethane resin is preferably used as the construction curable resin.

PL 229 483 Β1PL 229 483 Β1

Do klejenia skrzydełek rozwinięć rdzenia stosuje się klej korzystnie na bazie ksylenu, styrenu lub alkoholu. Wprowadzane do formy, w drugim etapie, żywica utwardzalna spienialna i inicjator utwardzenia tworzą układ spieniający, korzystnie o współczynniku ekspansji 10, a wykonany z niego rdzeń ulega utwardzeniu po upływie około jednej godziny od zapełnienia nim formy. Forma łopaty składa się z dwóch połówek. Jest ona wyposażona w konstrukcję nośną umożliwiającą dwa położenia: pozycję poziomą dla układania wzmocnienia ścianki łopaty i pionową do napełniania formy żywicą.An adhesive, preferably based on xylene, styrene or alcohol, is used for gluing the wings of the core developments. Introduced into the mold in a second step, the foamable curable resin and the cure initiator form a foaming system, preferably with an expansion factor of 10, and the core made of it cures approximately one hour after filling the mold with it. The shovel form consists of two halves. It is equipped with a supporting structure enabling two positions: a horizontal position for laying the blade wall reinforcement and a vertical position for filling the mold with resin.

Sposób pozwala wyeliminować niepożądane złącza klejowe łopaty. Wykonanie łopaty, zamiast jak dotychczas z dwóch części, z jednej części w formie rdzenia z nawiniętym na niego wzmocnieniem lub wzmocnieniami, w postaci jego rozwinięć, wzmacnia ściany łopaty zapewniając zdecydowanie lepsze własności mechaniczne łopaty oraz większą odporność na zniszczenie.The method allows to eliminate unwanted glue joints of the blade. Making a blade, instead of two parts as before, one part in the form of a core with reinforcement or reinforcements wound on it, in the form of its extensions, strengthens the blade walls, ensuring better mechanical properties of the blade and greater resistance to damage.

Zastosowanie kanałów w rdzeniu przyspiesza rozprowadzenie żywicy konstrukcyjnej w przestrzeni pomiędzy rdzeniem, a wzmocnieniem, co zapewnia wysoką dokładność wykonania łopaty i większą wydajność produkcji.The use of channels in the core accelerates the distribution of the construction resin in the space between the core and the reinforcement, which ensures high accuracy of the blade and greater production efficiency.

Sposób według wynalazku w przykładzie realizacji jest bliżej objaśniony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia widok łopaty wentylatora, fig. 2 przedstawia dolną część formy łopaty z ułożonym w jej gnieździe pojedynczym wzmocnieniem ukazującym jego skrzydełka i nałożonym na niego rdzeniem, fig. 3 przedstawia dolną część formy łopaty z ułożonym w jej gnieździe podwójnym wzmocnieniem i nałożonym na niego rdzeniem, fig. 4 przedstawia skrzydełka wzmocnień nawinięte na rdzeń, fig. 5 przedstawia przekrój A-A łopaty w formie, fig. 6 przedstawia schematformy w położeniu poziomym i jej konstrukcji nośnej, fig. 7 przedstawia schemat formy w położeniu pionowym i jej konstrukcji nośnej, a fig. 8 przedstawia układ dozowania żywicy i układ ssący do tworzenia podciśnienia w przestrzeni gniazda formy.The method according to the invention in an exemplary embodiment is explained in more detail on the basis of the drawing, in which Fig. 1 shows a view of a fan blade, Fig. 2 shows the lower part of the blade mold with a single reinforcement placed in its seat showing its blades and a core superimposed on it, Fig. 3 shows the lower part of the blade mold with the double reinforcement arranged in its seat and the core placed thereon, Fig. 4 shows the reinforcement wings wound around the core, Fig. 5 shows the blade cross section AA in a mold, Fig. 6 shows the diagrams in a horizontal position and its structure Fig. 7 shows a diagram of the mold in the vertical position and its support structure, and Fig. 8 shows the resin dispensing system and the suction system for creating a negative pressure in the cavity of the mold.

Sposób obejmuje wykonanie wentylatorowej, kompozytowej łopaty 1 o konstrukcji zawartej w przyjętych założeniach dotyczących cech geometrycznych kształtu łopaty 1 oraz jej nośności. Łopata 1 wentylatora składa się z profilu 2 nośnego i porowatego rdzenia 3. Sposób jest realizowany w trzech etapach.The method includes making a fan-shaped, composite blade 1 with the structure included in the assumptions made regarding the geometrical features of the blade 1 shape and its load-bearing capacity. The fan blade 1 consists of a load-bearing profile 2 and a porous core 3. The method is carried out in three stages.

W I etapie, na podstawie przyjętych założeń wykonano model łopaty w skali 1:1. Model wykonano z drewna metodą obróbki skrawaniem. Następnie, na podstawie tego modelu, wykonano kompozytową, sztywną formę 4 dwuczęściową dla łopaty 1 wyposażoną w konstrukcję 5 nośną umożliwiającą dwa położenia tej formy 4: leżące dla układania wzmocnienia 6 lub wzmocnień 6 łopaty 1 na jej rdzeniu 3 oraz stojące do realizacji procesu nasycania żywicą utwardzalną konstrukcyjną tych wzmocnień 6. Wzmocnienie 6 stanowi wykrój tkaniny i/lub maty w postaci rozwinięcia rdzenia 3.In the first stage, based on the adopted assumptions, a 1: 1 scale model of the blade was made. The model is made of wood by machining. Then, on the basis of this model, a two-piece composite, rigid mold 4 was made for the blade 1, equipped with a supporting structure 5 enabling two positions of this mold 4: lying for laying the reinforcement 6 or reinforcements 6 of the blade 1 on its core 3 and standing for the resin impregnation process curable construction of these reinforcements 6. The reinforcement 6 constitutes a fabric and / or mat blank in the form of a development of the core 3.

W II etapie przystąpiono do wykonania porowatego rdzenia 3 polimerowego, niezbędnego do produkcji łopaty 1 realizując następujące czynności:In the second stage, the execution of the porous polymer core 3, necessary for the production of the blade 1, was started by carrying out the following steps:

- na podstawie wcześniejszych założeń wykonano w skali 1:1 model stanowiący rdzeń 3 łopaty 1 o kształcie podobnym do łopaty 1 pomniejszony o grubość wzmocnień 6 ścianki łopaty 1;- on the basis of the previous assumptions, a 1: 1 scale model was made, constituting the core 3 of blade 1, with a shape similar to blade 1, reduced by the thickness of the reinforcements 6 of the blade wall 1;

- w oparciu o ten model wykonano z materiału kompozytowego dwuczęściową formę rdzenia 3 w postaci dwóch połówek;based on this model, a two-part core form 3 in the form of two halves was made of a composite material;

- powierzchnię gniazda formy, obejmującego dwie połówki, wyczyszczono, a następnie odtłuszczono acetonem i pokryto środkiem rozdzielającym woskowym zapobiegającym przyklejaniu się materiału rdzenia 3 do tej formy. Środkiem rozdzielającym może być także poliakohol winylowy lub pasta silikonowa;the surface of the mold cavity, comprising the two halves, was cleaned and then degreased with acetone and covered with a wax release agent to prevent the core material 3 from sticking to the mold. The separating agent can also be polyvinyl alcohol or silicone paste;

- zamknięto ze sobą połówki formy rdzenia 3 w sposób szczelny i wzajemnie ustalony;the halves of the core mold 3 are sealed together in a sealed and mutually fixed manner;

- do formy rdzenia 3 nalano żywicę utwardzalną spienialną w postaci żywicy poliuretanowej, zdolnej do spieniania, zmieszaną z inicjatorem utwardzenia, które utworzyły układ spieniający o współczynniku ekspansji 10, całkowicie wypełniający gniazdo formy rdzenia 3;- poured into the core mold 3 a foamable curable polyurethane resin foamable resin mixed with a cure initiator, which formed a foaming system with an expansion factor of 10, completely filling the cavity of the core mold 3;

- po wypełnieniu formy rdzenia 3 odczekano około 1 godzinę do utwardzenia układu spieniającego;- after filling the core mold 3, it was allowed to wait about 1 hour for the expanding system to harden;

- po zakończeniu utwardzania wyjęto rdzeń 3 z formy;- after completion of curing, the core 3 was removed from the mold;

w uformowanym rdzeniu 3 wykonano kanały boczne i centralny o przekroju zbliżonym do półkola, korzystnie o promieniu 2,5 ± 0,5 mm, ułatwiające przepływ żywicy w gniazdach połówek form łopaty 1 wentylatora. Kanały te mogą mieć inny kształt i nie muszą być o stałym polu przekroju poprzecznego. Przebieg, długość i rozkład kanałów jest zależny od przepuszczalności, zwilżalności i ilości warstw wzmocnień 6 stanowiących rozwinięcia rdzenia 3, wykonanych z tkaniny i/lub maty. Stanowiących wzmocnienie ścian łopaty 1 i zawijanych na tym rdzeniu 3;side and central channels with a cross-section similar to a semicircle, preferably with a radius of 2.5 ± 0.5 mm, were made in the formed core 3, facilitating the flow of resin in the seats of the mold halves of the fan blade 1. These channels may have a different shape and need not be of a constant cross-sectional area. The course, length and distribution of the channels depends on the permeability, wettability and the number of reinforcement layers 6 constituting the development of the core 3 made of fabric and / or mat. Reinforcing the walls of blade 1 and wrapping over this core 3;

PL 229 483 Β1PL 229 483 Β1

- powierzchnię rdzenia 3 pokrywa się powłoką z żywicy poliestrowej, a następnie poddaje się utwardzeniu, skutkującym wytworzeniem szczelnego filmu o grubości ok. 0,2 mm. Do pokrycia powierzchni rdzenia 3 należy zastosować 6 części wagowych inicjatora i 0,6 części wagowych przyspieszacza na 100 części wagowych żywicy tak, aby proces sieciowania trwał około 5 minut, co zapewni korzystną, niezbyt głęboką penetrację żywicy poliestrowej w porowaty rdzeń 3.- the surface of the core 3 is covered with a polyester resin coating and then hardened, resulting in the formation of a tight film with a thickness of approx. 0.2 mm. To coat the surface of core 3, 6 parts by weight of initiator and 0.6 parts by weight of accelerator per 100 parts by weight of resin should be used, so that the cross-linking process takes about 5 minutes, which will ensure a favorable, not too deep penetration of the polyester resin into the porous core 3.

III etap obejmuje wykonanie łopaty polegające na realizacji poniższych czynności:Stage III includes making a shovel by performing the following steps:

- przygotowanie powierzchni gniazd połówkowych formy 4 łopaty 1 wykonanych w pierwszym etapie, polegające na ich wyczyszczeniu, odtłuszczeniu, na przykład acetonem i/lub alkoholem, pokryciu środkiem rozdzielającym woskowym zapobiegającym przyklejaniu się materiału rdzenia 3 do tej formy 4;- preparation of the surfaces of the half-seats of the mold 4 of the blade 1 made in the first step by cleaning them, degreasing them, for example with acetone and / or alcohol, coating them with a wax release agent preventing the core material 3 from sticking to this mold 4;

- wykonanie z suchego materiału wzmacniającego, na przykład z tkaniny i/lub maty: szklanej, węglowej, poi ia ram id owej, bądź innej o wysokiej wytrzymałości mechanicznej, rozwinięcia kształtu rdzenia 3 w jednej lub w wielu częściach tworzących całość wzmocnienia 6, w ten sposób, aby powierzchnia rdzenia 3 została pokryta co najmniej w 100% po zawinięciu rozwinięcia lub rozwinięć na rdzeniu 3. Rozwinięcia te zostają ułożone w formie pakietu, w gnieździe połówkowej formy 4 łopaty 1 znajdującej się w pozycji poziomej. Ilość nałożonych rozwinięć stanowiących wzmocnienie 6 ściany łopaty 1 zależy od założonej grubości jej ścianki. Na ułożony pakiet rozwinięć kształtu rdzenia 3 nakładany jest rdzeń 3. Rdzeń 6 jest dociskany aż do dopasowania pakietu rozwinięć kształtu rdzenia 6 do gniazda poziomej połówki formy 4;- made of a dry reinforcing material, for example of a fabric and / or mat: glass, carbon, polyethylene, or other with high mechanical strength, developing the shape of the core 3 in one or more parts making up the whole of the reinforcement 6, including a way that the surface of the core 3 is at least 100% covered after the development or development on the core 3 has been folded over. These folds are arranged in the form of a bundle in the seat of the blade half-form 4 in a horizontal position. The number of superimposed developments that constitute the reinforcement 6 of the blade wall 1 depends on the assumed wall thickness. A core 3 is placed on the stacked core development package 3. The core 6 is pressed until the core development package 6 fits into the slot of the horizontal mold half 4;

- rozwinięcia kształtu rdzenia 3, wystające poza gniazdo połówkowej formy 4 łopaty 1, zwane skrzydełkami, zawija się na rdzeń 3. Zawijanie rozpoczyna się od skrzydełek rozwinięcia bezpośrednio stykającego się z rdzeniem 3, a kończy na skrzydełkach najbardziej oddalonych od rdzenia 3. Do wymuszenia przylegania skrzydełek rozwinięć do rdzenia 3 i kolejno do siebie po zawinięciu, zastosowano klej na bazie ksylenu. Rozłożenie zewnętrznych linii cięcia skrzydełek, zarówno wzdłużnych jak i poprzecznych do osi łopaty 1 powinno być kaskadowe, czyli te linie cięcia powinny być w kolejnych warstwach umieszczone w innych miejscach względem siebie i nie pokrywać się;- development of the shape of the core 3, protruding beyond the socket of the half-form 4 of the blade 1, called the wings, is wrapped around the core 3. Wrapping begins with the wings of the development directly touching the core 3 and ends with the wings furthest from the core 3. To force adhesion of the flaps to the core 3 and successively after wrapping, a xylene based adhesive was applied. The distribution of the outer cutting lines of the blades, both longitudinal and transverse to the blade axis 1, should be cascaded, that is, these cutting lines should be placed in other places in relation to each other in successive layers and not overlap;

- charakter i ukierunkowanie włókien w strukturze rozwinięć kształtu rdzenia 3 wykonanych z tkaniny lub maty, a także wyznaczenie udziału objętościowego włókien w poszczególnych przekrojach poprzecznych łopaty 1 na jej długości wynikają z założeń dotyczących cech geometrycznych i opracowanego kształtu łopaty 1 oraz jej konstrukcji;- the nature and orientation of the fibers in the structure of the development of the shape of the core 3 made of a fabric or mat, as well as the determination of the volume fraction of the fibers in individual cross-sections of the blade 1 along its length result from the assumptions concerning the geometrical features and the developed shape of the blade 1 and its structure;

- po założeniu rozwinięć kształtu rdzenia 3 zostaje nałożona druga połówka formy 4. Obie połówki muszą zachować szczelność gniazda formującego. Formę 4 można uszczelnić taśmą z elastomeru silikonowego lub kitem do uszczelniania form pracujących w warunkach nad- i podciśnienia. Szczelność i wzajemny docisk połówek formy 4 można uzyskać, na przykład, za pomocą złącz śrubowych lub siłowników hydraulicznych. Siła docisku połówek formy 4 powinna być większa od siły wynikającej z nadciśnienia wewnętrznego spowodowanego upakowaniem wzmocnienia ścianki łopaty 1 rozwinięciami rdzenia 3 i ciśnienia wprowadzanej żywicy;- after assuming the development of the shape of the core 3, the second half of the mold 4 is placed. Both halves must maintain the tightness of the mold cavity. Mold 4 can be sealed with silicone elastomer tape or overpressure and underpressure mold sealing compound. The tightness and pressure against each other of the mold halves 4 can be achieved, for example, by means of screw connections or hydraulic cylinders. The pressing force of the mold halves 4 should be greater than the force resulting from the internal overpressure caused by the packing of the blade wall reinforcement 1 with the core 3 expansion and the pressure of the introduced resin;

- przygotowanie żywicy do formowania łopaty 1 polega na wlaniu do zbiornika ilości żywicy utwardzalnej konstrukcyjnej wynikającej z przyjętych wcześniej założeń uwzględniających oprócz napełnienia formy 4, również wypełnienie objętości przewodów doprowadzających do formy 4;- preparation of the resin for molding the blade 1 consists in pouring into the tank the amount of the hardenable construction resin resulting from the previously adopted assumptions taking into account, apart from filling the mold 4, also filling the volume of the conduits leading to the mold 4;

- formę 4 ustawia się w pozycji pionowej i do jednego z jej końców podłącza się układ dozowania żywicy utwardzalnej konstrukcyjnej pod ciśnieniem składający się ze zbiornika 7 z żywicą i urządzenia 8 do jej sprężania i dozowania, a do drugiego końca zostaje podłączony układ ssący zawierający zbiornik przelewowy 9 i pompę próżniową 10. Następnie uruchamia się układy podawania żywicy utwardzalnej konstrukcyjnej i tworzenia podciśnienia w przestrzeni gniazda formy 4;- the mold 4 is placed in a vertical position, and at one of its ends is connected a pressure-operated curable resin dosing system consisting of a resin tank 7 and a resin compression and dosing device 8, and a suction system including an overflow tank is connected to the other end 9 and a vacuum pump 10. Next, the systems for feeding the constructional curable resin and creating a vacuum in the cavity of the mold 4 are started;

- wypełnienie formy 4 żywicą utwardzalną konstrukcyjną prowadzi się aż do chwili pojawienia się żywicy w przewodach układu ssącego; po wypełnieniu formy 4 żywicą utwardzalną konstrukcyjną pozostawiamy ją przez około jedną godzinę, celem utwardzenia, a następnie, po otwarciu formy 4 wyjmuje się gotową łopatę 1.- filling the mold 4 with the constructional curable resin is carried out until the resin appears in the pipes of the suction system; after filling the mold 4 with the constructional curable resin, leave it for about one hour to harden it, and then, after opening the mold 4, remove the finished shovel 1.

Claims (11)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Sposób wytwarzania kompozytowej łopaty wentylatora polegający na wykonaniu, korzystnie w pierwszym etapie, modelu łopaty i na jego podstawie dwuczęściowej, sztywnej kompozytowej formy łopaty, na której w dalszym etapie formuje się łopatę, znamienny tym, że w drugim A method of manufacturing a composite fan blade consisting in making, preferably in a first step, a model of a blade and on its basis a two-part, rigid composite blade form, on which the blade is formed in a further step, characterized in that in the second PL 229 483 Β1 etapie wykonuje się model rdzenia (3) łopaty (1) odpowiadającego łopacie (1) pomniejszonej o grubość wzmocnień (6) ścianki łopaty (1) będących rozwinięciem rdzenia (3) lub rozwinięciami rdzeni (3), na podstawie tego modelu wykonuje się dwuczęściową formę rdzenia (3), pokrywa się wnętrze tej formy, stanowiące jej gniazdo, środkiem zapobiegającym przyklejaniu się do niej rdzenia (3), szczelnie zamyka się obie części formy i wprowadza się do niej żywicę utwardzalną spienialną oraz inicjator utwardzenia, pozostawia się wypełnioną formę do czasu utwardzenia rdzenia (3), po czym wyjmuje się rdzeń (3) z formy i wykonuje się w nim kanały rozpływowe, korzystnie centralny i boczne, w trzecim etapie wykonuje się wykroje warstw tkanin lub mat z włókien technicznych w postaci rozwinięcia lub rozwinięć kształtu rdzenia (3) stanowiące wzmocnienia (6) ścianki łopaty (1) i układa się je w całości lub w częściach w gnieździe jednej części wcześniej wykonanej formy (4) łopaty (1), ułożonej korzystnie poziomo, układa się jedno lub więcej całych rozwinięć lub poszczególne części rozwinięcia lub rozwinięć rdzenia (3) tak, aby krawędzie zewnętrzne tych rozwinięć w kolejnych warstwach były przesunięte względem siebie i na tak ułożone rozwinięcia kładzie się rdzeń (3), który jest dociskany aż do dopasowania tych rozwinięć do gniazda tej części formy (4), następnie części rozwinięcia lub rozwinięć kształtu rdzenia (3), wystające poza to gniazdo formy (4), zwane skrzydełkami, są zawijane na rdzeń (3), przy czym zawijanie rozpoczyna się od skrzydełek rozwinięcia bezpośrednio stykającego się z rdzeniem (3) i kończy się na zawijaniu skrzydełek przylegających do formy (4), a do wymuszania przylegania skrzydełek do rdzenia (3) i kolejno do siebie stosuje się klej, natomiast linie łączenia krawędzi skrzydełek w kolejnych warstwach, zarówno wzdłuż jak i poprzecznie do osi łopaty (1), są przesunięte względem siebie, zaś po zakończeniu zawijania skrzydełek rozwinięć kształtu rdzenia (3) jest zakładana druga część formy (4) łopaty (1) zamykająca całą tą formę (4), korzystnie z silnym dociskiem, następnie ustawia się tą formę (4) korzystnie w pozycji pionowej lub zbliżonej do pionowej, z jednej strony podłącza się do niej ciśnieniowy układ dozowania żywicy utwardzalnej konstrukcyjnej, a z drugiej strony podłącza się układ ssący wytwarzający wewnątrz formy (4) podciśnienie powodujące wypełnianie się formy (4) żywicą utwardzalną konstrukcyjną, a po utwardzeniu wyjmuje się z formy (4) gotową łopatę (1).PL 229 483 Β1st stage, the model of the core (3) of the blade (1) corresponding to the blade (1) reduced by the thickness of the reinforcements (6) of the blade wall (1) being the expansion of the core (3) or the expansion of the cores (3) is made, on the basis of this model a two-part mold of the core (3) is made, the interior of the mold, which constitutes its seat, is covered with a measure preventing the core from sticking to it (3), both parts of the mold are sealed tightly and the foamable curable resin and the curing initiator are introduced into it, left the filled mold until the core (3) hardens, after which the core (3) is removed from the mold and flow channels, preferably central and side, are made in it, in the third step, fabric layers or mats are cut from technical fibers in the form of an expansion or development of the shape of the core (3) constituting the reinforcements (6) of the blade (1) wall and placed in whole or in part in the seat of one part of the previously made mold (4) of the blade (1), placed preferably horizontally, one or more whole expansions or individual parts of the core development or unfolding (3) are arranged so that the outer edges of these developments in successive layers are shifted relative to each other and the core (3) is placed on the so arranged expansions until it is pressed until to fit these developments to the seat of this part of the mold (4), then parts of the expansion or expansion of the shape of the core (3), protruding beyond this mold cavity (4), called wings, are wrapped on the core (3), the curling starts from the flaps of the development in direct contact with the core (3) and ends with the folding of the flaps adjacent to the mold (4), and glue is used to make the flaps adhere to the core (3) and successively, while the lines for joining the edges of the flaps in subsequent layers, both along and transversely to the blade axis (1), they are shifted relative to each other, and after finishing the winding of the wings of the core (3) shape developments the second part of the mold (4) of the blade (1) is installed to close the entire mold (4), preferably with a strong pressure, then this mold (4) is set preferably in a vertical or close to vertical position, on one side a pressure is connected to it a construction curable resin dosing system, and on the other hand, a suction system generating a vacuum inside the mold (4) causing the mold (4) to fill with construction curable resin, and after curing, the finished blade (1) is removed from the mold (4). 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako włókna techniczne na wykonanie rozwinięcia kształtu rdzenia (3) stosuje się tkaniny lub maty z włókien szklanych, węglowych, poliaramidowych lub innych włókien ciągłych pochodzenia mineralnego lub organicznego.2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that fabrics or mats made of glass, carbon, polyaramide or other continuous fibers of mineral or organic origin are used as technical fibers for the development of the shape of the core (3). 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed położeniem rdzenia (3) na rozwinięcie lub pakiet rozwinięć rdzenia (3), powierzchnię rdzenia (3) pokrywa się szczelną powłoką polimerową, korzystnie żywicą poliestrową z dodatkiem inicjatora utwardzenia oraz przyspieszacza utwardzenia i utwardza się do wytworzenia na niej szczelnego filmu.3. The method according to p. The core (3) is covered with a tight polymer coating, preferably a polyester resin with the addition of a hardening initiator and a hardening accelerator, before the core (3) is placed on the core (3) development or bundle, the surface of the core (3) is covered with airtight film. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że grubość filmu na rdzeniu wynosi co najmniej 0,1 mm.4. The method according to p. The process of claim 3, wherein the thickness of the film on the core is at least 0.1 mm. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kanały na rdzeniu mają przekrój zbliżony do półkola, korzystnie o promieniu r = 2,5 mm.5. The method according to p. A method as claimed in claim 1, characterized in that the channels on the core have a cross-section similar to a semicircle, preferably with a radius r = 2.5 mm. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako żywicę utwardzalną konstrukcyjną stosuje się korzystnie żywicę: epoksydową, poliestrową, winyloestrową, akrylową lub poliuretanową.6. The method according to p. A resin according to claim 1, characterized in that an epoxy, polyester, vinyl ester, acrylic or polyurethane resin is preferably used as the construction curable resin. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako żywicę utwardzalną spienialną stosuje się korzystnie żywicę poliuretanową.7. The method according to p. The process of claim 1, wherein a polyurethane resin is preferably used as the curable foamable resin. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do klejenia skrzydełek rozwinięć rdzenia (3) stosuje się korzystnie klej na bazie ksylenu, styrenu lub alkoholu.8. The method according to p. A method as claimed in claim 1, characterized in that an adhesive based on xylene, styrene or alcohol is preferably used for gluing the wings of the core development (3). 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadzane do formy w drugim etapie, żywica utwardzalna spienialną i inicjator utwardzenia tworzą układ spieniający korzystnie o współczynniku ekspansji 10, a wykonany z niego rdzeń ulega utwardzeniu po upływie nie więcej, niż jednej godziny od zapełnienia nim formy.9. The method according to p. A process as claimed in claim 1, characterized in that, introduced into the mold in the second step, the foamable curable resin and the curing initiator form a foaming system preferably with an expansion factor of 10, and the core made of it is hardened no more than one hour after filling the mold with it. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że forma rdzenia (3) stanowi dwie połówki.10. The method according to p. The method of claim 9, characterized in that the shape of the core (3) is two halves. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dwuczęściowa forma (4) łopaty (1) jest wyposażona w konstrukcję nośną (5) umożliwiającą dwa położenia formy (4) łopaty (5), pozycję poziomą dla układania wzmocnienia ścianki łopaty (1) i pionową do napełniania formy (4) żywicą.11. The method according to p. A method according to claim 1, characterized in that the two-part mold (4) of the blade (1) is provided with a support structure (5) allowing for two positions of the mold (4) of the blade (5), a horizontal position for laying the reinforcement of the blade wall (1) and a vertical position for filling the mold (4) resin.
PL407632A 2014-03-24 2014-03-24 Method for manufacturing composite fan blade PL229483B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL407632A PL229483B1 (en) 2014-03-24 2014-03-24 Method for manufacturing composite fan blade

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL407632A PL229483B1 (en) 2014-03-24 2014-03-24 Method for manufacturing composite fan blade

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL407632A1 PL407632A1 (en) 2015-09-28
PL229483B1 true PL229483B1 (en) 2018-07-31

Family

ID=54150871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL407632A PL229483B1 (en) 2014-03-24 2014-03-24 Method for manufacturing composite fan blade

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL229483B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL407632A1 (en) 2015-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2696701C2 (en) Honeycomb base arrangement and multilayer part containing it
US9409321B2 (en) Moulded body for producing a fibre composite component
CN103732381B (en) For the compressor manufacturing corrugated elongate composite structural and the method using compressor to make composite reinforcement
JP6591769B2 (en) Foldable coil mandrel
EP2052846B1 (en) Method of forming a T-shaped composite structure comprising a radius filler and radius filler
US9623620B2 (en) Three-dimensional reuseable curing caul for use in curing integrated composite components and methods of making the same
US7332115B2 (en) Composite material for vehicle hulls and a hull molding process
EP3625039B1 (en) Multi-stage resin delivery
EP1109657B2 (en) Method for producing closed composite structures and moulding apparatus to be used by the method
RU2507071C1 (en) Method of producing triply polymer composite (tpc)
CN104589662A (en) Core mold shell lamination molding method for carbon fiber bicycle parts and molding structure thereof
RU2559446C1 (en) Manufacturing method of three-layered panel from composite material
PL229483B1 (en) Method for manufacturing composite fan blade
US20200023593A1 (en) Method of manufacturing hollow composite structure
KR102075425B1 (en) Manufacturing apparatus and method for horizontal stabilizer of Light Civil Helicopter
JPH0334947B2 (en)
TWI770495B (en) Method and apparatus for manufacturing a shell body by using a three-dimensional structure fiber cloth and a three-dimensional vacuum infusion process
PL229519B1 (en) Method for making a product from the fibre-resin composite
CN106976253A (en) A kind of many beam box section co-curing moulding process of composite
RU2657078C1 (en) Reflector manufacturing method
TWI530419B (en) Method for forming core shell layer of carbon fiber bicycle and the forming structure thereof
KR20170070928A (en) METHOD AND STRUCTURE FOR JOINING Glass Fiber Reinforced Plastic composite PIPE and METHOD FOR JOINING Glass Fiber Reinforced Plastic composite STRUCTURE
RU2250824C1 (en) Method of production of a trilaminar panel out of a reinforced plastic and a filler out of tubular elements
JP3125069B2 (en) Method for producing FRP by internal pressure molding
US20160221062A1 (en) Expanding flexible bladder to insert tool